CN216436032U - 一种电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于储能装置的技术领域，涉及一种电池包，该电池包包括支架、控制器、第一导热件和多个电芯，其中，支架开设有多个放置孔，且放置孔之间呈间隔设置；所有的电芯相互串联和/或并联；且电芯穿设于对应的放置孔，电芯的中部处于内腔之中；控制器电连接于电芯；第一导热件设置于支架内，且填充于相邻的电芯的外壁之间。该电池包可以有效降低电池包中一个或多个电芯热失控进而蔓延到其他电芯的风险，且电芯产生的热量可以被快速转移导出，有利于降低整个电池包热失控的风险。

Description

一种电池包

技术领域

本实用新型涉及储能装置的技术领域，尤其涉及一种电池包。

背景技术

现有的电池包通常是由多个电芯通过多串并的方式组合形成的，电芯工作过程中会产生热量，由于电芯之间的位置相对紧凑，多个电芯的热量容易积聚，导致整个电池包热失控，电池包的风险增大。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于，解决现有电池包中电芯的热失控容易蔓延到其他电芯上的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种电池包，采用了如下所述的技术方案：

该电池包包括：

支架，开设有多个放置孔，多个放置孔呈间隔设置；

多个电芯，所有的电芯相互电连接，且电芯穿设于对应的放置孔；

控制器，电连接于电芯；

第一导热件，设置于支架内，且填充于相邻的电芯的外壁之间。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，支架设有平行于电芯的长度方向的侧壁，侧壁与电芯间隔设置。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，侧壁开设有缺口，缺口用于辅助电芯散热。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，缺口上填充有第二导热件。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，控制器设置于支架上，控制器靠近于电芯的外壁，且与电芯的外壁间隔设置。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，电池包还包括连接件和激光焊接部，连接件电连接于控制器和电芯，且连接件与控制器通过激光焊接部连接。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，支架设有垂直于电芯的长度方向的侧面，电芯的两端外露于支架的侧面，且电芯的两端电连接于连接件，支架的侧面开设有容纳槽，连接件容置于容纳槽。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，电池包还包括多个温度感应器，温度感应器电连接于控制器，用于监测对应电芯的温度。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，至少两个电芯并联形成第一模组，控制器电连接于每个第一模组，以监测第一模组的电压。

进一步地，在一些实施例的优选方案中，电池包还包括防火件，防火件设置于支架的外壁，以围拢支架。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的电池包主要有以下有益效果：

该电池包通过在支架上开设多个间隔设置的放置孔，并将多个进行电连接的电芯穿设在对应的放置孔内，以使各个电芯的外壁之间具有间隔，这样，即使其中一个电芯热失控或爆炸起火，也不容易蔓延到其他的电芯；另外，在支架上，相邻的电芯的外壁之间还填充有第一导热件，第一导热件抵接电芯的外壁，这样，通过该第一导热件即可快速将各电芯产生的热量传导出去，以防热量积聚，避免电芯热失控。显然，通过实施本实用新型的电池包，可以有效降低电池包中一个或多个电芯热失控进而蔓延到其他电芯的风险，且电芯产生的热量可以被快速转移导出，有利于降低整个电池包热失控的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本实用新型实施例提供的电池包的立体结构示意图；

图2是图1的电池包的爆炸示意图；

图3是图1的电池包的主视图；

图4是本实用新型实施例提供的电池包具有EVA壳体的立体结构示意图；

图5是图4的电池包的爆炸示意图。

附图中的标号如下：

1、支架；11、第一支撑架；12、第二支撑架；13、放置孔；14、内腔；15、侧壁；151、缺口；16、容纳槽；

2、控制器；3、第一导热件；4、电芯；5、连接件；6、激光焊接部；7、温度感应器；

8、防火件；81、防火PC板；82、环氧树脂板；9、EVA壳体；10、EVA垫块。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型实施例提供一种电池包，其中，该电池包通过多个电芯4组合形成，本实施例的电芯4优选为圆柱18650电芯，当然也可以是其他类型的电芯，电池包主要应用于电子设备的供电，当然，也可以为其他设备供电。

如图1和图2所示，电池包包括支架1、控制器2、第一导热件3和多个电芯4，其中，具体在本实施例中，支架1包括第一支撑架11和第二支撑架12，二者相对设置，通过螺钉可拆卸地连接，第一支撑架11和第二支撑架12均开设有多个放置孔13，所有的放置孔13阵列间隙分布，且第一支撑架11的放置孔13和第二支撑架12之间的放置孔13一一对应，二者的放置孔13之间具有内腔14。

所有的电芯4相互电连接，具体可以是，所有的电芯4通过多串多并的方式形成一个多串并模组，或者电芯4可以相互串联形成一个串联模组，或者相互并联形成一个并联模组，本实施例中，电芯4形成的是四串四并电芯4模组，具体可以将两个电芯4并联(1S2P)，再将四个并联后的模组串联(4S2P)，最后将两个串联后的模组再进行并联(4S4P)，当然，电芯4模组的串联和并联情况可以根据实际需求设置；且电芯4穿设于对应的放置孔13，电芯4的中部处于内腔14之中；控制器2电连接于电芯4，控制器2主要对电芯4的充放电起到保护作用，控制器2可以是PCM保护板；第一导热件3位于支架1的内腔14，且填充于相邻的电芯4的外壁之间，第一导热件3的材质优选但不限于为导热硅胶。

可以理解的是，该电池包的工作原理大致如下：该电池包通过在支架1上开设多个间隔设置的放置孔13，并将多个进行串联和/或并联的电芯4穿设在对应的放置孔13内，以使各个电芯4的外壁之间具有间隔，这样，即使其中一个电芯4热失控或爆炸起火，也不容易蔓延到其他的电芯4；另外，在支架上，相邻的电芯4的外壁之间还填充有第一导热件3，第一导热件3抵接电芯4的外壁，这样，通过该第一导热件3即可快速将各电芯4产生的热量传导出去，以防热量积聚，避免电芯4热失控。

综上，相比现有技术，电池包至少具有以下有益效果：该电池包可以有效降低电池包中一个或多个电芯4热失控进而蔓延到其他电芯4的风险，且电芯4产生的热量可以被快速转移导出，有利于降低整个电池包热失控的风险。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图1至图5，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，如图1和图2所示，支架1设有平行于电芯4的长度方向的侧壁15，侧壁15与电芯4间隔设置。示例性的是，16个电芯4通过四串四并连接后，大致上呈长方体状阵列分布，支架1的侧壁15与电芯4的长度方向平行，且侧壁15与处于边缘的电芯4之间的间距为4mm，这个间距让电芯4的周围有足够的散热空间，有利于电芯4的散热。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，如图1和图2所示，侧壁15开设有缺口151，缺口151用于辅助电芯4散热。示例性的是，侧壁15上的缺口151形状可以是方形、圆形或者其他形状，缺口151与支架1的内腔14连通，因此支架1内的电芯4产生的热量可以通过缺口151散发到外部的空气中，加快电芯4的散热，优选地，支架1的两侧都设置有侧壁15，侧壁15上都开设有缺口151，散热更快。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，缺口151上填充有第二导热件(图未示)，可以理解的是，第二导热件的材质优选但不限于为导热硅胶，在缺口151上填充第二导热件，一方面可以减少从缺口151进入支架1内腔14的杂物，另一方面导热硅胶的散热性能更佳，有利于提高电芯4的散热效率。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，如图1和图2所示，控制器2设置于支架1上，控制器2靠近于电芯4的外壁，且与电芯4的外壁间隔设置。可以理解的是，现有的小动力或者消费类电池包方案的PCM保护板(即控制器2)一般都是直接放置在电芯4的顶面上，这样会堵住电芯4正极的泄气孔，电芯4短路起火时热量从泄气孔冒出，直接将热传到PCM保护板上，让电池包热失控，失去保护功能。相比较而言，本实施例中，16个电芯4形成电芯4模组，控制器2呈板状，控制器2可以固定连接在支架1上，且位于电芯4模组的侧面，即靠近电芯4的外壁，这样就不会挡住电芯4正极的泄气孔，即使电芯4起火，也不会将热量传导到控制器2，可以有效保护控制器2，而且控制器2与电芯4的外壁间隔设置，更进一步提高控制器2的安全性。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，如图1和图2所示，电池包还包括连接件5和激光焊接部6，连接件5的一端电连接于控制器2，连接件5也电连接于电芯4，且连接件5与控制器2通过激光焊接部6连接。可以理解的是，控制器2处于电芯4的外壁侧面，二者之间可以通过连接件5实现电连接，连接件5的材质优选但不限于为镍，且连接件5的形状可以呈带状、条状等等。常见的小动力或者消费类电池包方案的大电流放电结构方式，一般都采用镍带和PCM保护板连接穿孔焊锡的方式，这种连接方式易产生锡珠锡渣，锡珠锡渣跌落在保护板和电芯4之间，存在短路隐患，且该连接方式生产效率低、成本高；相比较而言，本实施例的电池包的连接件5与控制器2之间通过激光自动点焊的方式形成激光焊接部6，激光焊接部6将连接件5与控制器2连接，减少焊渣产生，可以满足20～30A大电流放电的需求。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，如图1和图3所示，支架1设有垂直于电芯4的长度方向的侧面，电芯4的两端外露于支架1的侧面，且电芯4的两端电连接于连接件5，支架1的侧面开设有容纳槽16，连接件5容置于容纳槽16。可以理解的是，电芯4穿设于支架1的放置孔13，且两端(即正极和负极)外露在支架1的侧面，便于与连接件5连接，支架1的侧面上开设容纳槽16，连接件5容置于容纳槽16内，一方面可以避免连接件5处于支架1外表面容易受到碰撞，另一方面可以减小电池包的整体体积。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，如图1所示，电池包还包括多个温度感应器7，温度感应器7电连接于控制器2，用于监测对应电芯4的温度。示例性的是，常见的数码类电池包都只设置一个温度感应器7，采集电芯4表面的温度，控制器2不能准确探测电芯4异常的温度，温度保护不能迅速工作，导致电池包的安全系数较低，相比较而言，本实施例的电池包设计了4个温度感应器7，其中两个温度感应器7用于探测一个电芯4模组(4S2P)，还有两个温度感应器7用于探测另一个电芯4模组(4S2P)，每个单串的电芯4温度都可以探测到，当任何一个电芯4异常温度升高时，温度感应器7都能精确探测到电芯4温度，温度超过电芯4的使用温度时就启动温度保护，大大提高了电池包的安全系数。优选的，温度感应器7可以但不限于为热敏电阻。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，至少两个电芯4并联形成第一模组(图未示)，控制器2电连接于每个第一模组，以监测第一模组的电压。示例性的是，常见的电芯4多串并组合方式基本采用先并后串方式，例如四串四并电池，先将四颗电芯4并联在一起组成一个模组，然后将四个模组串联起来组成四串四并，这样的组合方式，只能从每个模组中引出信号线，只有当模组数据发生变化，保护板才能进行保护，这样存在一个弊端，当模组里的一个或者多个电芯4发生问题，电池表现不明显，需要通过充放电循环才能体现比较明显，这种先并后串方式对于安全性较高的产品很不友好。相比较而言，本实施例中的电芯4通过先串后并的方式组合，具体可以将两个电芯4并联(1S2P)形成第一模组，再将四个第一模组串联(4S2P)形成第二模组，最后将两个第二模组再进行并联(4S4P)，而控制器2通过信号线连接每个第一模组，可以监测第一模组的电压，当第一模组里面的电芯4电压异常时，控制器2可以及时采取保护措施。

进一步地，作为本实用新型一种实施例中的一些具体实施方式，如图4和图5所示，电池包还包括防火件8，防火件8设置于支架1的外壁，以围拢支架1。示例性的是，防火件8包括防火PC板81和环氧树脂板82，四块防火PC板81设置于支架1的四周，环氧树脂板82设置于支架1的顶端，五块板围拢支架1，控制器2处于支架1和环氧树脂板82之间，控制器2通过插头线与外部设备连接，防火PC板81和环氧树脂板82形成防火屏障，使得电池包可以达到UL94-V0防火等级，可以满足IEC62368认证对电池包的要求，可以满足130°高温条件下静止1小时的热冲击测试。优选的，防火件8外表面还设有EVA壳体9和EVA垫块10，有利于增强电池包的抗摔性能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

支架，开设有多个放置孔，多个所述放置孔呈间隔设置；

多个电芯，所有的所述电芯相互电连接，且所述电芯穿设于对应的所述放置孔；

控制器，电连接于所述电芯；

第一导热件，设置于所述支架内，且填充于相邻的所述电芯的外壁之间。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述支架设有平行于所述电芯的长度方向的侧壁，所述侧壁与所述电芯间隔设置。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述侧壁开设有缺口，所述缺口用于辅助所述电芯散热。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述缺口上填充有第二导热件。

5.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述控制器设置于所述支架上，所述控制器靠近于所述电芯的外壁，且与所述电芯的外壁间隔设置。

6.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括连接件和激光焊接部，所述连接件电连接于所述控制器和所述电芯，且所述连接件与所述控制器通过所述激光焊接部连接。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述支架设有垂直于所述电芯的长度方向的侧面，所述电芯的两端外露于所述支架的所述侧面，且所述电芯的两端电连接于所述连接件，所述支架的所述侧面开设有容纳槽，所述连接件容置于所述容纳槽。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括多个温度感应器，所述温度感应器电连接于所述控制器，用于监测对应所述电芯的温度。

9.根据权利要求1-7任一项所述的电池包，其特征在于，至少两个所述电芯并联形成第一模组，所述控制器电连接于每个所述第一模组，以监测所述第一模组的电压。

10.根据权利要求1-7任一项所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括防火件，所述防火件设置于所述支架的外壁，以围拢所述支架。

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